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DE102010011660A1 - Mammography apparatus for radiography of patient's breast, has multi-focus tubes with carbon nanotubes in region of recess below couch surface, and detector unit aligned corresponding to one activated nanotube to receive X-ray images - Google Patents

Mammography apparatus for radiography of patient's breast, has multi-focus tubes with carbon nanotubes in region of recess below couch surface, and detector unit aligned corresponding to one activated nanotube to receive X-ray images Download PDF

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DE102010011660A1
DE102010011660A1 DE201010011660 DE102010011660A DE102010011660A1 DE 102010011660 A1 DE102010011660 A1 DE 102010011660A1 DE 201010011660 DE201010011660 DE 201010011660 DE 102010011660 A DE102010011660 A DE 102010011660A DE 102010011660 A1 DE102010011660 A1 DE 102010011660A1
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DE
Germany
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unit
ray
focus
detector unit
focus tube
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DE201010011660
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German (de)
Inventor
Mathias Hörnig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J2235/06—Cathode assembly
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Abstract

The apparatus has an X-ray unit arranged under a couch unit (PT) i.e. prone table, where the couch unit comprises a recess (OE). A stationary multi-focus tube (ST), stationary circular multi-focus tube and multi-focus tubes provided with carbon nanotubes are arranged in a region of the recess below a couch surface of the couch unit. A detector unit (D) is aligned corresponding to the activated carbon nanotube to receive X-ray images. The carbon nanotubes are arranged in a matrix form in a field, and cathodes of the carbon nanotubes are controllable with different voltage levels.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mammographiegerät, insbesondere die Ausgestaltung einer Röntgeneinheit bei einem Mammographiegerät, bei dem der Patient brustseitig auf einer Liegefläche einer Liegeeinheit während der Röntgenaufnahmen positioniert ist.The invention relates to a mammography device, in particular the embodiment of an X-ray unit in a mammography device, in which the patient is positioned on the breast side on a lying surface of a lying unit during the X-ray recordings.

Um in der liegenden Position von der Brust des Patienten eine Röntgenaufnahme zu erstellen, weist die Liegeeinheit in Höhe der Brust eine Öffnung auf. Die Brust wird zu einer Röntgenaufnahme zwischen der Röntgeneinheit und einem Detektor der Röntgeneinheit positioniert. Um von der Brust der Patientin eine Vielzahl von Röntgenaufnahmen aus unterschiedlichen Winkelpositionen zu erstellen, wird ein Röntgenkopf auf einer Kreisbahn um die zu untersuchende Brust geführt. Zur Positionierung des Röntgenkopfes und des Detektors ist eine Mechanik nötig die unterhalb des Behandlungstisches angeordnet ist. Die Mechanik bringt jedoch den Nachteil mit sich, das aufgrund von Bewegungsartefakten die Qualität der Röntgenbilder reduziert wird. Neben der aufwendigen Mechanik muss der Röntgenkopf und ein mitgeführter Hochspannungsgenerator mit elektrischer Energie und einem Kühlmedium versorgt werden. Dies bringt den Nachteil mit sich, dass die Bewegungsfreiheit um die Behandlungseinrichtung für Arzt und Behandlungspersonal eingeschränkt ist.To make an X-ray in the lying position of the patient's chest, the lying unit has an opening at the level of the chest. The breast is positioned to an X-ray photograph between the X-ray unit and a detector of the X-ray unit. To create a variety of X-ray images from different angular positions of the patient's chest, an X-ray head is guided on a circular path around the breast to be examined. To position the X-ray head and the detector, a mechanism is necessary which is arranged below the treatment table. However, the mechanics have the disadvantage that the quality of the X-ray images is reduced due to motion artifacts. In addition to the elaborate mechanics, the x-ray head and a high-voltage generator carried along must be supplied with electrical energy and a cooling medium. This has the disadvantage that the freedom of movement around the treatment facility for the doctor and treatment staff is limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mammographiegerät unter Vermeidung der oben aufgeführten Nachteile anzugeben.The invention has for its object to provide a mammography device while avoiding the disadvantages listed above.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is solved by the features specified in claim 1.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Röntgeneinheit stationär angeordnet werden kann und dadurch die Qualität des Röntgenbildes durch Bewegungsartfakte nicht vermindert wird.The invention has the advantage that the X-ray unit can be arranged stationary and thereby the quality of the X-ray image is not reduced by Bewegungsartfakte.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass durch den Wegfall der mechanischen Komponenten zur Bewegung der Röntgenröhre ein erheblicher Platz für System- oder Behandlungskomponenten bereitgestellt werden kann.The invention has the advantage that a significant space for system or treatment components can be provided by the elimination of the mechanical components for moving the X-ray tube.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass sowohl eine Tomosynthese wie auch eine Dual Energy Bildakquisition auch ohne bewegte Teile durchführbar ist.The invention has the advantage that both a tomosynthesis as well as a dual energy image acquisition is feasible without moving parts.

Die Erfindung wird im Folgenden mittels der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail below by means of the embodiments illustrated in the drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Liegeeinheit mit Mammographieeinheit, 1 a lying unit with mammography unit,

2 eine Seitenansicht, 2 a side view,

3 eine Ausgestaltung der Liegeeinheit mit Röntgeneinheit, 3 an embodiment of the lying unit with X-ray unit,

4 eine weitere Anordnung, 4 another arrangement,

5 eine weitere Ausgestaltung, 5 another embodiment,

6 eine Ausgestaltung einer Röntgeneinheit, 6 an embodiment of an x-ray unit,

7 eine Benutzungsform der Ausgestaltung nach 6 und 7 a form of use of the embodiment according to 6 and

8 eine weitere Ausgestaltung. 8th another embodiment.

In 1 ist ein Mammographiegerät mit einer Liegeeinheit PT und einer aus einer Vielzahl von Röntgenquellen CNTn und einem Detektor D gebildeten Röntgeneinheit zur Untersuchung der Mamma schematisch abgebildet. Die Liegeeinheit PT, wird auch als Prone Table bezeichnet. Die Abbildung zeigt die Unterseite der Liegefläche der Liegeeinheit PT. Die beispielsweise entlang einer Linie angeordneten Röntgenquellen CNTn werden nachfolgend auch als Multifokusröhre ST bezeichnet. Diese Multifokusröhre ST ist unterhalb der Liegefläche der Liegeeinheit PT an der Stirnseite, bzw. am Kopfende KE der Liegeeinheit PT angeordnet. Gegenüber den stationären Röntgenquellen CNTn ist eine Detektoreinheit D an der Unterseite der Liegeeinheit befestigt. Zwischen der Detektoreinheit D und der Multifokusröhre ST ist eine Öffnung OE in der Liege bzw. Liegefläche ausgebildet. In dieser Öffnung OE wird die zu untersuchende Brust positioniert. Die Multifokusröhre ST sowie die Detektoreinheit D sind unmittelbar unterhalb der Liegefläche der Liegeeinheit PT angeordnet, so dass die gesamte Mamma mit einer Röntgenaufnahme aufgenommen werden kann. In der 1 sind schematisch eine Steuereinheit STE sowie eine dazugehörige Recheneinheit RE angedeutet. Mittels der Steuereinheit STE werden die beispielsweise in der Multifokusröhre ST angeordneten Carbon Nano Tubes CNTn entsprechend den gewünschten Aufnahmesequenzen und weiteren Verarbeitungsschritten angesteuert. Zu einer 3D-Darstellung der Brust werden die während eines Aufnahmezyklusses angelegten Röntgenbilder zu einem Volumenbild verrechnet. Eine Ansteuerung der Carbon Nano Tubes CNTn wird mit der elektronischen Steuereinheit STE koordiniert und durchgeführt. Beispielsweise kann mit der dargestellten Ausführungsform der Multifokusröhre ST ein Winkelbereich von etwa +/–30° abgedeckt werden. Auch können die Röntgenquellen der Multifokusröhre auf einen Fokuspunkt ausgerichtet werden. Eine Ausgestaltung der Multifokusröhre mit einem Feld vom beispielsweise matrixförmig angeordneten Röntgenquellen ermöglicht eine Mehrzahl von Röntgenaufnahmen aus unterschiedlichen Richtungen von einem Objekt. Mit einer Verrechnung der Röntgenbilder über mindestens zwei Volumenbilder und der Erstellung eines Gesamtvolumenbildes können Verschmierungseffekte vermieden werden. Die Verschmiereffekte können durch in unmittelbarer Nachbarschaft liegende Auffälligkeiten in der Gewebestruktur der Mamma auftreten. Die Verrechnung der einzelnen Volumenbilder erfolgt in der beigestellten Recheneinheit RE.In 1 a mammography device with a lying unit PT and one of a plurality of X-ray sources CNTn and a detector D formed X-ray unit for examining the mamma is shown schematically. The lying unit PT, is also called a Prone Table. The picture shows the underside of the lying surface of the lying unit PT. The X-ray sources CNTn arranged, for example, along a line are also referred to below as the multi-focus tube ST. This multi-focus tube ST is arranged below the lying surface of the lying unit PT on the front side, or at the head end KE of the lying unit PT. Compared with the stationary X-ray sources CNTn, a detector unit D is fastened to the underside of the lying unit. Between the detector unit D and the multi-focus tube ST, an opening OE is formed in the couch or lying surface. In this opening OE the breast to be examined is positioned. The multi-focus tube ST and the detector unit D are arranged directly below the lying surface of the lying unit PT, so that the entire breast can be taken with an X-ray. In the 1 schematically a control unit STE and an associated computing unit RE are indicated. By means of the control unit STE arranged, for example, in the multi-focus tube ST carbon nanotubes CNTn are driven according to the desired acquisition sequences and other processing steps. For a 3D representation of the breast, the X-ray images created during a recording cycle are calculated into a volume image. An activation of the carbon nano tubes CNTn is coordinated with the electronic control unit STE and carried out. For example, with the illustrated embodiment of the multi-focus tube ST, an angular range of approximately +/- 30 ° can be covered. Also, the X-ray sources of the multi-focus tube can be aligned to a focal point. An embodiment of Multifocal tube with a field of, for example, matrix-shaped X-ray sources allows a plurality of X-ray images from different directions of an object. By offsetting the X-ray images via at least two volume images and the creation of a total volume image, smearing effects can be avoided. The smearing effects can occur due to abnormalities in the tissue structure of the mamma lying in the immediate vicinity. The individual volume images are billed in the provided arithmetic unit RE.

In 2 ist eine Seitenansicht der dargestellten Liegeeinheit PT zur Untersuchung der Mamma gezeigt. Im Kopfbereich unterhalb der Liege L ist beispielsweise die Multifokusröhre ST angeordnet. Der Multifokusröhre ST gegenüberliegend ist die Detektoreinheit D positioniert.In 2 is shown a side view of the illustrated lying unit PT for examination of the mamma. In the head area below the bed L, for example, the multi-focus tube ST is arranged. Opposite the multifocal tube ST, the detector unit D is positioned.

In 3 ist eine Ausgestaltung der Anordnung gemäß 1 wiedergegeben. In dieser Ausgestaltung sind die einzelnen Röntgenquellen CNTn in einem Kreisausschnitt um die Aussparung OE angeordnet. Die in einem Kreissegment angeordnete Röntgenquellen CNTn der Multifokusröhre STKS werden über die Steuereinheit STE sowie über die Recheneinheit RE angesteuert. Für eine nachfolgende 3D-Verrechnung der gewonnenen Röntgenbilder werden diese von der Detektoreinheit D abgerufen und zwischengespeichert. Sowohl in der 1 als auch in der 3 sind Montageflächen ME zur Anordnung von einem Zusatzequipment angedeutet. Durch den Wegfall der Mechanik unterhalb des Prone Tables PT ist es nun möglich, in diesen Flächeneinheiten ME Zusatzuntersuchungseinheiten wie Biopsieeinheiten anzuordnen.In 3 is an embodiment of the arrangement according to 1 played. In this embodiment, the individual X-ray sources CNTn are arranged in a circular cutout around the recess OE. The X-ray sources CNTn of the multi-focus tube STKS, which are arranged in a circle segment, are controlled by the control unit STE and by the arithmetic unit RE. For a subsequent 3D billing of the acquired X-ray images, these are retrieved by the detector unit D and buffered. Both in the 1 as well as in the 3 are mounting surfaces ME indicated for the arrangement of an additional equipment. By eliminating the mechanics below the Prone Table PT, it is now possible to arrange additional test units such as biopsy units in these surface units ME.

In 4 ist eine weitere Ausgestaltung des Prone Tables PT gezeigt. In dieser Ausgestaltung ist die Multifokusröhre ST entgegengesetzt zur Ausrichtung aus 1 angeordnet. Die Detektoreinheit D ist am Kopfende KE des Prone Tables PT angeordnet. Zu beiden Seiten der Aussparung OE sind Montageflächen ME vorgesehen.In 4 a further embodiment of the Prone Tables PT is shown. In this embodiment, the multi-focus tube ST is opposite to the orientation 1 arranged. The detector unit D is arranged at the head end KE of the Prone Table PT. On both sides of the recess OE mounting surfaces ME are provided.

In 5 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante der Unterseite des Prone Tables PT abgebildet. Die Brust wird aus zwei unterschiedlichen Richtungen durch eine erste und zweite Multifokusröhre ST1, ST2 durchleuchtet. Die zweite Multifokusröhre ST2 ist in einem Winkel von 90° zur ersten Multifokusröhre ST1 angeordnet. Die von der ersten und zweiten Multifokusröhre ST1, ST2 ausgehenden Röntgenstrahlen werden jeweils mittels eines ersten und zweiten Detektors D1, D2 selektiert. über eine hier nicht dargestellte elektronische Steuereinheit können einzelne Röhrenquellen CNTn der ersten und zweiten Multifokusröhre ST1, ST2 nach einer vorgebbaren Reihenfolge angesteuert werden. Ebenso kann die erste bzw. zweite Multifokusröhre ST1, ST2 mit unterschiedlicher Röntgenenergie die Brust durchleuchten. In 6 und 7 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele für einen Einsatz einer Multifokusröhre STKS und einer dazu korrespondierenden Detektoreinheit D wiedergegeben. Wird beispielsweise zu einer ersten Untersuchung die Brust nach einer ersten Ausrichtung BW1 der Multifokusröhre STKS durchleuchtet, so wird nach einer zweiten Ausrichtung BW2 der Multifokusröhre STKS die Brust erneut durchleuchtet. Entsprechend der Platzierung der Multifokusröhre STKS wird synchron dazu der Detektor D ausgerichtet.In 5 is a further embodiment variant of the underside of the Prone Tables PT shown. The breast is transilluminated from two different directions by first and second multi-focus tubes ST1, ST2. The second multi-focus tube ST2 is arranged at an angle of 90 ° to the first multi-focus tube ST1. The X-rays emanating from the first and second multi-focus tubes ST1, ST2 are respectively selected by means of a first and second detector D1, D2. Via an electronic control unit (not shown here), individual tube sources CNTn of the first and second multi-focus tubes ST1, ST2 can be actuated according to a presettable sequence. Likewise, the first and second multi-focus tube ST1, ST2 can illuminate the breast with different X-ray energy. In 6 and 7 Two further embodiments for a use of a multi-focus tube STKS and a corresponding thereto detector unit D are reproduced. If, for example, the breast is examined for a first orientation BW1 of the multifocal tube STKS for a first examination, the breast is again illuminated after a second orientation BW2 of the multifocal tube STKS. In accordance with the placement of the multi-focus tube STKS, the detector D is aligned in synchronism therewith.

In 8 ist eine stationäre kreisförmige Multifokusröhre STK mit einer Vielzahl von Röntgenquellen CNT gezeigt. Die kreisförmige Multifokusröhre STK ist um die Aussparung OE an der Unterseite der Liegeeinheit PT angeordnet. Über eine hier nicht näher dargestellte elektronische Steuereinheit korrespondieren jeweils die einzeln ansteuerbaren Carbon Nano Tubes CNT mit einer ebenfalls an einem Ring R verschiebbar angeordneten Detektoreinheit D. Der Ring R an dem die Detektoreinheit D verfahrbar angeordnet ist umschließt die kreisförmige Ausgestaltung der Multifokusröhre STK. Entsprechend der in 8 dargestellten schematischen Zeichnung wird die Detektoreinheit D entsprechend der jeweiligen Bewegungsrichtung BWK entlang des Ringes R nachgeführt, so dass die von der jeweiligen Carbon Nano Tube CNT ausgehenden Röntgenstrahlen detektiert werden können. Eine Nachführung der Detektoreinheit D kann manuell oder mittels eines elektrisch angetriebenen Motors erfolgen. Diese Anordnung bringt den Vorteil mit sich, dass Röntgenbilder in einem 360° Bereich von der Brust aufgenommen werden können.In 8th is a stationary circular multi-focus tube STK shown with a variety of X-ray sources CNT. The circular multi-focus tube STK is arranged around the recess OE on the underside of the lying unit PT. The electronically controllable carbon nanotubes CNT each correspond to an electronic control unit (not shown in detail) with a detector unit D also displaceably arranged on a ring R. The ring R on which the detector unit D is movably arranged surrounds the circular configuration of the multifocal tube STK. According to the in 8th 2, the detector unit D is tracked along the ring R corresponding to the respective direction of movement BWK, so that the X-rays emanating from the respective carbon nanotube CNT can be detected. A tracking of the detector unit D can be done manually or by means of an electrically driven motor. This arrangement has the advantage that X-ray images can be taken in a 360 ° range from the breast.

Die Multifokusröhre ST, ST1, ST2, STKS, STK kann auch in der Art ausgestaltet sein, dass diese jeweils ein Feld von Röntgenröhren aufweist. Mit dieser Ausgestaltung können dann auch Dual Energie Röntgenbildsequenzen aufgenommen und/oder Volumenbilder erstellt werden.The multi-focus tube ST, ST1, ST2, STKS, STK can also be designed in such a way that each has a field of x-ray tubes. With this embodiment, then also dual energy X-ray image sequences can be recorded and / or volume images are created.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • DD
    Detektoreinheitdetector unit
    OEOE
    Aussparungrecess
    LL
    Liegelounger
    CNTCNT
    Carbon Nano TubeCarbon Nano Tube
    STST
    stationäre Röhren, Multifokusröhrestationary tubes, multi-focus tube
    STKSTK
    stationäre Röhrenanordnung, Kreisringstationary tube arrangement, circular ring
    STKSSTKS
    stationäre Röhrenanordnung, Kreissegmentstationary tube arrangement, circle segment
    PTPT
    Liegeeinheit/Prone TableLiegeeinheit / Prone Table
    STESTE
    Steuereinheitcontrol unit
    RERE
    Recheneinheitcomputer unit
    MEME
    Montagefläche für ZusatzequipmentMounting surface for additional equipment
    ST1ST1
    erste Multifokusröhrefirst multi-focus tube
    ST2ST2
    zweite Multifokusröhresecond multi-focus tube
    KEKE
    Kopfendehead
    FEFE
    Fußendefoot
    D1D1
    erster Detektorfirst detector
    D2D2
    zweiter Detektorsecond detector
    BW1BW1
    erste Ausrichtungfirst orientation
    BW2BW2
    zweite Ausrichtungsecond alignment
    BWKBWK
    Bewegungseinrichtung, KreisringMovement device, circular ring
    RR
    Ringring

Claims (7)

Mammographiegerät mit einer unter einer Liegeeinheit (PT) angeordneten Röntgeneinheit, wobei die Liegeeinheit (PT) im Brustbereich eine Aussparung (OE) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Aussparung (OE) unterhalb der Liegefläche der Liegeeinheit (PT) mindestens eine Multifokusröhre (ST, STKS, STK, ST1, ST2) mit einer Vielzahl von Röntgenquellen (CNT) sowie mindestens eine Detektoreinheit (D) zur Aufnahme von Röntgenbildern angeordnet ist.Mammography device with an X-ray unit arranged below a lying unit (PT), the lying unit (PT) having a recess (OE) in the chest region, characterized in that at least one multi-focus tube (PT) is located below the lying surface of the lying unit (PT) in the region of the recess (OE). ST, STKS, STK, ST1, ST2) with a plurality of X-ray sources (CNT) and at least one detector unit (D) for receiving X-ray images is arranged. Mammographiegerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenquellen (CNT) der Multifokusröhre (ST, ST1, ST2, STK, STKS) matrixförmig in einem Feld angeordnet sind.Mammography device according to claim 1, characterized in that the X-ray sources (CNT) of the multi-focus tube (ST, ST1, ST2, STK, STKS) are arranged in matrix form in a field. Mammographiegerät nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathoden der Röntgenquellen (CNT) der Multifokusröhren (ST, ST1, ST2, STK, STKS) mit unterschiedlichen Spannungswerten ansteuerbar sind.Mammography device according to claim 2, characterized in that the cathodes of the X-ray sources (CNT) of the multi-focus tubes (ST, ST1, ST2, STK, STKS) can be activated with different voltage values. Mammographiegerät nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multifokusröhre (ST, ST1, ST2) kreissegmentförmig ausgebildet ist.Mammography device according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-focus tube (ST, ST1, ST2) is formed circular segment-shaped. Mammographiegerät nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenquellen der Multifokusröhre (STK) auf einem Ring (R) angeordnet sind.Mammography device according to one of the preceding claims, characterized in that the X-ray sources of the multi-focus tube (STK) are arranged on a ring (R). Mammographiegerät nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des mit Röntgenquellen besetzten Kreisrings mindestens eine verfahrbare Detektoreinheit (D) angeordnet ist, wobei die Detektoreinheit (D) korrespondierend zu einer aktivierten Röntgenquelle der Mulifokusröhre (STK) ausgerichtet wird.Mammography device according to claim 5, characterized in that at least one movable detector unit (D) is arranged outside of the occupied with X-ray sources annulus, wherein the detector unit (D) corresponding to an activated X-ray source of the multi-focus tube (STK) is aligned. Mammographiegerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Detektoreinheit (D) an dem Ring (R) verschiebbar angeordnet ist, wobei die jeweils aktivierten Röntgenquellen (CNTn, CNTm) mit unterschiedlichen Kathodenspannungen und Kathoden-Anodenspannungen ansteuerbar sind.Mammography device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one detector unit (D) on the ring (R) is arranged displaceably, wherein the respectively activated X-ray sources (CNTn, CNTm) with different cathode voltages and cathode anode voltages can be controlled.
DE201010011660 2010-03-17 2010-03-17 Mammography apparatus for radiography of patient's breast, has multi-focus tubes with carbon nanotubes in region of recess below couch surface, and detector unit aligned corresponding to one activated nanotube to receive X-ray images Ceased DE102010011660A1 (en)

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Citations (4)

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